DE2457660A1 - METHOD AND APPARATUS FOR FITTING COPPER CEMENT FROM AN IRON-STAGED COPPER SOLUTION - Google Patents
METHOD AND APPARATUS FOR FITTING COPPER CEMENT FROM AN IRON-STAGED COPPER SOLUTIONInfo
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Description
Anlage zum Patentge.such der Kg/MüAnnex to the patent search of the Kg / Mü
Klöckner-Humboldt-Deutz H 74/63Klöckner-Humboldt-Deutz H 74/63
AktiengesellschaftCorporation
vom 26. November 1974dated November 26, 1974
Verfahren und Vorrichtung zum Ausfällen von Kupferzement aus einer mit Eisen versetzten KupferlösungMethod and device for precipitating copper cement from a with Iron-added copper solution
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Ausfällen von Kupferzement aus einer mit Eisenstücken versetzten Kupferlösung, wobei der sich an den Eisenstücken absetzende Kupferzement durch ständiges Bewegen der Eisenstücke abgelöst und aus der entkupferten Lösung abgeführt wird.The invention relates to a method and a device for precipitating copper cement from a piece of iron mixed copper solution, whereby the copper cement deposited on the iron pieces by constantly moving the iron pieces is detached and removed from the decuppered solution.
Die Fällung des Kupfers aus einer Kupferlösung in Gegenwart von Eisen erfolgt aufgrund der Potenzialdifferenz zwischen Kupfer und Eisen nach den bekannten Reaktionsgleichungen:The precipitation of copper from a copper solution in the presence of iron takes place due to the potential difference between Copper and iron according to the well-known reaction equations:
CuSO^ + Fe = FeSO^ + Cu; CuCl2 + Fe = FeCl2 + Cu; 2 CuCl + Fe = FeCl2 + 2 Cu,CuSO ^ + Fe = FeSO ^ + Cu; CuCl 2 + Fe = FeCl 2 + Cu; 2 CuCl + Fe = FeCl 2 + 2 Cu,
wobei das Eisen üblicherweise in Form von Blechschrott, Gußeisenbarren oder aber als Eisenschwamm zugegeben wird.the iron usually in the form of scrap metal, cast iron ingots or it is added as a sponge iron.
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Bei der Fällung ist es wichtig, daß die Oberfläche des Eisens ständig sauber gehalten wird, d.h. daß das niedergeschlagene Kupfer ständig von dem Eisen getrennt wird, damit sich weiteres Kupfer niederschlagen kann. Hierzu müssen die Eisenstücke ständig in Bewegung gehalten werden. Dies wird bei bekannten Fällverfahren dadurch erreicht, daß entweder im Fällbehälter ein Rührwerk eingebaut ist oder dadurch, daß das Eisen in automatisch bewegte Körbe oder Wiegen aus Kupfer oder Holz eingeführt wird. Auch ist es bekannt, die Fällung in rotierenden, säurefest ausgekleideten Eisentrommeln durchzuführen. Wenn auch hierdurch eine gewisse Beschleunigung des Reaktionsablaufs erzielt werden kann, so dauert es beispielsweise bei einer Fälltrommel mit etwa 30 m nutzbaren Inhalt immerhin etwa 1 Stunde oder mehr, bis das Kupfer bis zu einem gewünschten Restgehalt unterhalb 0,1 g/l ausgefällt ist.During the precipitation it is important that the surface of the iron is kept clean at all times, i.e. that what has been precipitated Copper is constantly separated from the iron so that more copper can precipitate. To do this, the Pieces of iron are kept constantly in motion. This is achieved in known precipitation processes in that either an agitator is built into the felling tank or by placing the iron in automatically moving baskets or cradles Copper or wood is introduced. It is also known to carry out precipitation in rotating, acid-proof lined iron drums perform. Even if a certain acceleration of the reaction process can be achieved in this way, so For example, with a felling drum with about 30 m of usable content, it takes about 1 hour or more until the copper has precipitated to a desired residual content below 0.1 g / l.
Aufgabe der Erfindung ist es, durch Beschleunigung des Reaktionsablaufs das eingangs erwähnte Verfahren wirtschaftlicher zu gestalten, sowie zur Durchführung des Verfahrens eine geeignete Vorrichtung zu schaffen, welche zudem kontinuierlich betrieben werden kann.The object of the invention is to accelerate the course of the reaction to make the above-mentioned process more economical and to carry out the process to create a suitable device which can also be operated continuously.
Diese Aufgabe'wird verfahrensmäßig im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Eisenstücke in Schwingungen mit solcher · Frequenz und Amplitude gerüttelt werden, daß diese ständig gegeneinanderschlagen.' Durch die intensive Rüttelbewegung der Eisenstücke wird auf einfache Weise erreicht, daß· die vom ausgefällten Kupferzement bedeckten Oberflächen des Eisens sofort wieder blankgeklopft und gerieben werden und diese Flächen damit für weitere Reaktionen wieder zur Verfugung stehen. Durch die gleichzeitig auftretende intensive Mischung wird ferner das Gefälle der Kupfer-Ionen-Konzentration im Bereich der Eisenoberfläche geringer sein als bei den herkömmlichen Fällmethoden, wodurch der Stoff üb er gang weiter beschleunigt wird.This task is essentially done in terms of the method solved that the iron pieces vibrate with such Frequency and amplitude are shaken so that they constantly hit each other. ' Due to the intense shaking movement of the iron pieces is achieved in a simple manner that · the surfaces of the iron covered by the precipitated copper cement are immediately knocked bright again and rubbed and these areas are available again for further reactions stand. The intensive mixing that occurs at the same time also increases the gradient in the copper ion concentration be lower in the area of the iron surface than with conventional precipitation methods, which means that the substance transfers is further accelerated.
Das Verfahren läßt sich auf vorteilhafte Weise mit einem an sich bekannten rohrförmigen, schwingfähig gehaltenen'und mit einem Schwingantrieb in Verbindung stehenden Schwingbehälter durchführen, der mit einem oder mehreren Aufgabeöffnungen für die Kupferlösung und die Eisenstücke an dem einen Ende des Schwingbeh'älters sowie einer Ablauföffnung für die entkupferte Lösung und einer verschließbaren Austragsöffnung für den Kupferzement am anderen Ende des Behälters versehen ist, wobei kurz vor der am Behälterboden angeordneten Austragsöffnung für den Kupferzement eine dieThe process can be carried out in an advantageous manner with a known tubular, oscillatable held'und carry out a vibrating container connected to a vibratory drive with one or more feed openings for the copper solution and the iron pieces on that one end of the Schwingbeh'älters and a drain opening for the decoppered solution and a closable discharge opening for the copper cement is provided at the other end of the container, being just before the one at the bottom of the container arranged discharge opening for the copper cement a die
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Eisenstücke zurückhaltender Rost angeordnet ist. Hierbei kann es zweckmäßig sein, den Schwingbehälter zum Austragsende hin leicht geneigt anzuordnen, damit der am Boden angesammelte Kupferzement leichter zur Austragsöffnung hin abfließen kann.Iron pieces retaining grate is arranged. Here it can be useful to arrange the oscillating container at a slight incline towards the discharge end so that the accumulated on the floor Copper cement can flow away more easily to the discharge opening.
Die Verwendung eines derartig ausgebildeten und angeordneten Schwingbehältera hat gegenüber einer bisher verwendeten Fälltrommel neben der wesentlich größeren Ausfällgeschwindigkeit noch den Vorteil, daß der Schwingbehälter mit einem etwas größeren volumetrischen Füllungsgrad als die bisher benutzte Fälltrommel betrieben werden kann, d.h. daß das Eisen- und Flüssigkeitsvolumen zusammen etwa 70 % des Behältervolumens ausmachen kann. ■The use of a vibrating container designed and arranged in this way has the advantage over a previously used felling drum, in addition to the much higher precipitation speed, that the vibrating container can be operated with a somewhat greater volumetric filling level than the previously used felling drum, i.e. the iron and liquid volume together approximately 70 % of the container volume. ■
Um den Schwingbehälter kontinuierlich betreiben zu können, ist in Weiterbildung der Erfindung ferner vorgesehen, daß an die Austragsöffnung ein mit einem Zementsammelbehälter in Verbindung stehendes Staurohr angeschlossen ist, das im Abstand unterhalb des Behälters ein Schließorgan aufweist. Dadurch wird erreicht, daß der auf den Boden abgesunkene Kupferzement aufgrund der ständigen Schwingungen des Behälters langsam zur Austragsöffnung hinwandert und dort zunächst in dem Staurohr gesammelt werden kann. Sobald dasIn order to be able to operate the oscillating tank continuously, is also provided in a further development of the invention that to the discharge opening with a cement collecting container connected Pitot tube is connected, which has a closing member at a distance below the container. This ensures that the copper cement sunk to the ground due to the constant vibrations of the container slowly migrates to the discharge opening and can initially be collected there in the pitot tube. As soon as that
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Rohr unter gleichzeitiger Verdrängung der darin befindlichen Kupferlösung mit Kupferzement bis zu einer bestimmten Höhe angefüllt ist, kann die angesammelte Zementmenge durch Öffnen des Schließorgans in den darunter befindlichen Sammelbehälter abgelassen werden und das Rohr wieder verschlossen werden, bevor die im Behälter befindliche Kupferlösung nachlaufen kann.Pipe with simultaneous displacement of the copper solution contained therein with copper cement up to a certain height is filled, the accumulated amount of cement can by opening the closing element in the collecting container located below be drained and the tube closed again before the copper solution in the container continues to run can.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen, schwingfähig gehaltenen Schwingbehälter 1, der mit einem üblichen Schwingantrieb 2 verbunden ist. An dem einen Ende dee Schwingbehälters 1 ist eine Aufgabeöffnung 3 vorgesehen, durch die sowohl die Kupferlösung als auch die zum Ausfällen benötigten Eisenstücke aufgegeben werden. Am entgegengesetzten Ende des Schwingbehälters 1 befindet sich eine Ablauföffnung 4, durch welche die entkupferte Lösung stetig abgezogen werden kann. Außerdem befindet sich dort am Boden des Behälters 1 eine Austragsöffnung 5, durch den der ausgefällte und auf dem Behälterboden angesammelte Kupferzement in einem darunter befindlichen Sammelbehälter 6 abfließen kann, während die EisenstückeThe drawing shows an embodiment of a device for performing the method according to the invention shown. The device essentially consists of a tubular, oscillating container 1, which is connected to a conventional oscillating drive 2. At one end of the vibrating container 1 is a feed opening 3 provided, through which both the copper solution and the pieces of iron required for precipitation are abandoned will. At the opposite end of the vibrating container 1 there is a drain opening 4 through which the decoppered Solution can be withdrawn steadily. In addition, there is a discharge opening at the bottom of the container 1 5 through which the precipitated and on the container bottom Accumulated copper cement can drain off in a collecting container 6 located below, while the pieces of iron
durch ein kurz vor der Austragsöffnung 5 angeordneten Rostby a grate arranged just in front of the discharge opening 5
7 zurückgehalten werden. Um das durch die Schwing- oder Rüttelbewegungen begünstigte Nachfließen des am Boden angesammelten Kupferzements noch weiter zu unterstützen, kann es zweckmäßig sein, den Boden des Schwingbehälters 1 bzw. den gesamten Schwingbehälter 1 zum Austragsende 5 hin leicht geneigt anzuordnen.7 to be withheld. About the continued flow of what has accumulated on the floor, which is favored by the oscillating or shaking movements To further support copper cement, it may be useful to open the bottom of the vibrating tank 1 or to arrange the entire oscillating container 1 slightly inclined towards the discharge end 5.
Unterhalb der Austragsöffnung 5 ist ein Staurohr 8 angeschlossen, welches im Abstand unterhalb des Behälters 1 ein Schließorgan 9 aufweist. Dieses Schließorgan 9 kann beispielsweise als ein pneumatisch betätigtes Quetschventil ausgebildet sein, welches über den Druck der aufgebauten Zementkupfersäule oder aber, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, in Abhängigkeit von der Füllhöhe H des Kupferzements im StaurohrA pitot tube 8 is connected below the discharge opening 5, which has a closing member 9 at a distance below the container 1. This closing member 9 can for example be designed as a pneumatically operated pinch valve, which via the pressure of the built-up cement-copper column or, as shown in the exemplary embodiment, depending on the filling level H of the copper cement in the pitot tube
8 in Verbindung mit einem nicht näher dargestellten Zeitschalter selbsttätig geöffnet oder geschlossen werden kann. Hierdurch ist es möglich, den ausgefällten Kupferzement ohne nennenswerte Verluste an Kupferlösung abzuziehen. Ebenso ist es möglich, anstelle des Schließorgans 9 ein Drosselorgan'wie beispielsweise eine Düse oder eine Zyklonbremse zu verwenden und die Durchlaufgeschwindigkeit so einzustellen, daß der ausgefällte Kupferzement stetig abfließen kann.8 can be automatically opened or closed in conjunction with a timer, not shown. This makes it possible to remove the precipitated copper cement without any significant loss of copper solution. Likewise is it is possible to use a throttle element such as a nozzle or a cyclone brake instead of the closing element 9 and adjust the throughput speed so that the precipitated copper cement can flow off steadily.
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Beim Ablassendes Kupferzements aus dem Staurohr 8 läßt sich kaum vermeiden, daß eine gewisse Menge' an Kupferlösuhg mit in den darunter befindlichen Sammelbehälter 6 abfließt. Soweit diese Lösung noch nicht ausreichend entkupfert ist, ist vorgesehen, diese Lösung über eine Pumpe 10 und eine bis zur Aufgabeöffnung 3 geführten Leitung 11 wieder in den ■ Behälter 1 zurückzuführen.When draining the copper cement from the pitot tube 8 leaves can hardly avoid a certain amount of copper solution with flows into the collecting container 6 located below. If this solution is not yet sufficiently decoppered, it is provided that this solution via a pump 10 and a up to the feed opening 3 line 11 again in the ■ Container 1 returned.
Das für die Ausfällung benötigte Eisen kann entweder als Blechabschnitte bzw. Stanzbutzen oder in Form von Granalien aufgegeben werden. Granalien haben zwar nicht eine so große spezifische Oberfläche wie Blechschrott, dafür aber den Vorteil, daß sie aufgrund ihrer mehr oder weniger abgerundeten Form besser gerüttelt werden können. Außerdem findet ein ständiges Vermischen und Umwälzen innerhalb des Behälters statt, so daß durch Verwendung von Eisengranalien die Aüsfällbedingungen erheblich verbessert werden können.The iron required for the precipitation can be either as Sheet metal sections or punched slugs or in the form of granules to be abandoned. Granules don't have that big, though specific surface like scrap metal, but with the advantage of that they are more or less rounded because of their Shape can be shaken better. In addition, there is constant mixing and circulation within the container instead, so that the precipitation conditions by using iron granules can be significantly improved.
Die beschriebene Vorrichtung ist nicht auf das Ausfällen von Kupferzement beschränkt, sondern kann auch durch Einsatz entsprechender Fällmittel für die bei anderen metallurgischen Verfahren vorkommenden Fällungen angewandt werden, wie beispielsweise bei der Zinkmetallurgie oder Zyanidlaugung von Gold und Silber.The device described is not limited to the failure of Copper cement is limited, but can also be used by using appropriate Precipitants are used for the precipitations occurring in other metallurgical processes, such as in zinc metallurgy or cyanide leaching of gold and silver.
- Patentansprüche -- patent claims -
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